Karakterizacija nebeskih tijela može biti vrlo zbunjujuća. Samo zvijezde imaju prividnu, apsolutnu magnitudu, sjaj i druge parametre. Pokušat ćemo se pozabaviti ovim potonjim. Koliki je sjaj zvijezda? Ima li to veze s njihovom vidljivošću na noćnom nebu? Kolika je svjetlost Sunca?
Priroda zvijezda
Zvijezde su vrlo masivna kozmička tijela koja emitiraju svjetlost. Nastaju od plinova i prašine, kao rezultat gravitacijske kompresije. Unutar zvijezda je gusta jezgra u kojoj se odvijaju nuklearne reakcije. Oni čine da zvijezde sjaje. Glavne karakteristike svjetiljki su spektar, veličina, sjaj, luminoznost, unutarnja struktura. Svi ovi parametri ovise o masi određene zvijezde i njezinom kemijskom sastavu.
Glavni "konstruktori" ovih nebeskih tijela su helij i vodik. U manjoj količini u odnosu na njih mogu biti sadržani ugljik, kisik i metali (mangan, silicij, željezo). Mlade zvijezde imaju najveću količinu vodika i helija, s vremenom se njihovi udjeli smanjuju, ustupajući mjesto drugim elementima.
Waounutarnje regije zvijezde, okruženje je vrlo "vruće". Temperatura u njima doseže nekoliko milijuna kelvina. Postoje kontinuirane reakcije u kojima se vodik pretvara u helij. Na površini je temperatura mnogo niža i doseže samo nekoliko tisuća kelvina.
Kolika je sjaj zvijezda?
Fuzijske reakcije unutar zvijezda popraćene su oslobađanjem energije. Svjetlost se također naziva fizička veličina koja odražava točno koliko energije nebesko tijelo proizvodi u određenom vremenu.
Često se miješa s drugim parametrima, kao što je svjetlina zvijezda na noćnom nebu. Međutim, svjetlina ili prividna vrijednost je približna karakteristika koja se ni na koji način ne mjeri. Uvelike se odnosi na udaljenost svjetiljke od Zemlje i opisuje samo koliko je zvijezda vidljiva na nebu. Što je manji broj ove vrijednosti, to je veća njezina prividna svjetlina.
Za razliku od njega, sjaj zvijezda je objektivni parametar. Ne ovisi o tome gdje se promatrač nalazi. Ovo je karakteristika zvijezde koja određuje njenu energetsku snagu. Može se mijenjati u različitim razdobljima evolucije nebeskog tijela.
Apsolutna magnituda je približna svjetlini, ali nije identična. Označava sjaj zvijezde, vidljiv promatraču na udaljenosti od 10 parseka ili 32,62 svjetlosne godine. Obično se koristi za izračunavanje sjaja zvijezda.
Određivanje svjetline
Količina energije koju nebesko tijelo emitira određena je u vatima (W), džulima u sekundi(J/s) ili u ergovima u sekundi (erg/s). Postoji nekoliko načina da pronađete traženi parametar.
Može se lako izračunati pomoću formule L=0, 4(Ma -M) ako znate apsolutnu vrijednost željene zvijezde. Dakle, latinsko slovo L označava svjetlinu, slovo M je apsolutna magnituda, a Ma je apsolutna magnituda Sunca (4,83 Ma).
Drugi način uključuje više znanja o svjetiljku. Ako znamo polumjer (R) i temperaturu (Tef) njegove površine, tada se luminoznost može odrediti formulom L=4pR 2sT4ef. Latinsko s u ovom slučaju znači stabilnu fizičku veličinu - Stefan-Boltzmannova konstanta.
Svjetlost našeg Sunca je 3.839 x 1026 Wata. Radi jednostavnosti i jasnoće, znanstvenici obično uspoređuju svjetlinu kozmičkog tijela s ovom vrijednošću. Dakle, postoje objekti tisućama ili milijunima puta slabiji ili moćniji od Sunca.
Klase svjetline zvijezda
Da bi međusobno usporedili zvijezde, astrofizičari koriste različite klasifikacije. Dijele se prema spektrima, veličinama, temperaturama itd. Ali najčešće se, za potpuniju sliku, koristi nekoliko karakteristika odjednom.
Postoji središnja Harvardska klasifikacija koja se temelji na spektrima koje emitiraju svjetiljke. Koristi latinična slova, od kojih svako odgovara određenoj boji zračenja (O-plava, B - bijelo-plava, A - bijela, itd.).
Zvijezde istog spektra mogu imati različiteluminoznost. Stoga su znanstvenici razvili klasifikaciju Yerk, koja također uzima u obzir ovaj parametar. Ona ih razdvaja po svjetlini, na temelju njihove apsolutne veličine. Istodobno, svakoj vrsti zvijezde dodijeljena su ne samo slova spektra, već i brojevi odgovorni za sjaj. Dakle, dodijelite:
- hipergiganti (0);
- najsjajniji superdivovi (Ia+);
- svijetli superdivovi (Ia);
- normalni superdivi (Ib);
- svijetli divovi (II);
- normalni divovi (III);
- subgiants (IV);
- patuljci glavnog niza (V);
- podpatuljci (VI);
- bijeli patuljci (VII);
Što je svjetlina veća, to je manja vrijednost apsolutne vrijednosti. Za divove i superdivove označen je znakom minus.
Odnos između apsolutne vrijednosti, temperature, spektra, luminoznosti zvijezda prikazan je Hertzsprung-Russell dijagramom. Usvojen je 1910. godine. Dijagram kombinira klasifikacije Harvarda i Yorka i omogućuje vam da holistički razmotrite i klasificirate svjetiljke.
Razlika u svjetlini
Parametri zvijezda snažno su međusobno povezani. Na svjetlinu utječu temperatura zvijezde i njena masa. A oni uvelike ovise o kemijskom sastavu zvijezde. Masa zvijezde postaje veća, što manje teških elemenata sadrži (teže od vodika i helija).
Hipergiganti i razni superdivi imaju najveće mase. One su najmoćnije i najsjajnije zvijezde u svemiru, ali su u isto vrijeme i najrjeđe. Patuljci, naprotiv, imaju malu masu isjaj, ali čine oko 90% svih zvijezda.
Najmasivnija zvijezda trenutno poznata je plavi hipergigant R136a1. Njegov sjaj premašuje solarni za 8,7 milijuna puta. Promjenjiva zvijezda u zviježđu Labud (P Cygnus) premašuje Sunce u svjetlini 630 000 puta, a S Doradus premašuje ovaj parametar za 500 000 puta. Jedna od najmanjih poznatih zvijezda, 2MASS J0523-1403, ima luminozitet od 0,00126 Sunca.
